体有机框架的"活纳米板"排列成层状膜,以实现利而持久的分子分离
Zhe Zhang1, Youxin Gong2, Ming Liu2
1Key Lab of Functional Polymers for Sustainability of Jiangsu, and School of Environmental Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu, 211816, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 3, 2025
概括
一种新的"活纳米板"方法可以创建可扩展的共价有机框架 (COF) 膜,用于高效的有机溶剂纳米过 (OSN). 这些坚固的膜具有高透性和利的分离,使能效的工业过程.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 有机溶剂纳米过 (OSN) 对于能源密集的分离至关重要,但需要具有精确孔隙结构和高溶剂抵抗力的膜.
- 当前的OSN膜通常在可扩展性,稳定性和分离效率方面面临限制.
研究的目的:
- 开发一种可扩展的方法来合成强大的共价有机框架 (COF) 膜,用于先进的有机溶剂纳米过.
- 为了证明这些COF膜在透性,选择性和耐久性方面具有卓越的性能.
主要方法:
- 一种"活纳米板"策略,涉及造COF纳米板和单体,然后在缓慢剪切流条件下进行受控加热.
- 在膜形成过程中,COF纳米板的"活"性质促进了现场聚合和缺陷愈合.
- 大面积膜 (高达600厘米) 的可升级准备.
主要成果:
- 实现了超高的透性 (甲醇为1.1 × 104 L m−2 h−1 bar−1 nm) 和尖的分子重量切线 (360 Da).
- 证明了光敏剂的持久和急剧分离,其中98.3%的TMPyP4托西拉酸被排斥.
- 成功回收了超过92%的溶剂,展示了高效率.
结论:
- "生活纳米板"战略为制造高性能COF膜提供了一种多功能和可扩展的方法.
- 这些膜使能耗高的分子分离成为可能,对制药和化学工业有很大的潜力.
- 开发的方法克服了传统的OSN膜的局限性,为工业应用铺平了道路.
